Diseño y selección de cuatro componentes del sistema de almacenamiento en frío: compresor, intercambiador de calor y válvula de mariposa.

1. Compresor:

El compresor de refrigeración es uno de los equipos principales de las cámaras frigoríficas. Su correcta selección es fundamental. La capacidad de refrigeración del compresor y la potencia del motor compatible están estrechamente relacionadas con la temperatura de evaporación y la temperatura de condensación.

La temperatura de condensación y la temperatura de evaporación son los parámetros principales de los compresores de refrigeración, denominados condiciones de refrigeración. Una vez calculada la carga de refrigeración de la cámara frigorífica, se puede seleccionar la unidad compresora con la capacidad de refrigeración adecuada.

Los compresores de refrigeración más utilizados en sistemas de refrigeración para cámaras frigoríficas son los de pistón y los de tornillo. Actualmente, los compresores scroll se han convertido gradualmente en los más utilizados en sistemas de refrigeración pequeños.

Principios generales para la selección de compresores de refrigeración en cámaras frigoríficas

1. La capacidad de refrigeración del compresor debe poder satisfacer los requisitos de carga más altos de la producción de la temporada alta de almacenamiento en frío, y generalmente no se utilizan unidades.

2. La determinación de la capacidad y el número de compresores individuales debe considerarse según factores como la facilidad de ajuste energético y la variación de las condiciones de funcionamiento del sistema de refrigeración. Se recomienda seleccionar compresores de gran capacidad para cámaras frigoríficas con alta carga de refrigeración, a fin de evitar un número excesivo de compresores. La elección del número de compresores de gran capacidad para cámaras frigoríficas no es sencilla. Además de dos, se puede seleccionar uno para cámaras frigoríficas de larga duración.

3. Seleccione un compresor adecuado según la relación de compresión calculada. Para compresores de freón, utilice un compresor de una sola etapa si la relación de compresión es inferior a 10, y un compresor de dos etapas si la relación de compresión es superior a 10.

4. Al seleccionar varios compresores, se debe considerar exhaustivamente la posibilidad de respaldo mutuo y reemplazo de piezas entre las unidades. Los modelos de compresores de una misma unidad deben ser de la misma serie o del mismo modelo.

5. Las condiciones de funcionamiento del compresor de refrigeración deben cumplir, en la medida de lo posible, con las condiciones de diseño básicas y no deben exceder el rango operativo especificado por el fabricante. Gracias al continuo desarrollo de la tecnología de control de refrigeración, la unidad compresora controlada por microcomputadora es una opción ideal.

6. Debido a las características estructurales del compresor de tornillo, su relación de volumen varía según las condiciones de operación, lo que le permite adaptarse a diferentes entornos. La relación de compresión de una sola etapa del compresor de tornillo es elevada y ofrece un amplio rango de operación. En presencia de un economizador, se puede lograr una mayor eficiencia operativa.

7. Debido a su alta eficiencia operativa, bajo nivel de ruido y funcionamiento estable, los compresores scroll han recibido atención en los últimos años y se utilizan cada vez más en proyectos de almacenamiento en frío de pequeño y mediano tamaño.

Equipo de intercambio de calor: condensador

El condensador se puede clasificar en refrigerado por agua, refrigerado por aire y de refrigeración mixta agua-aire, según el método de refrigeración y el medio de condensación.

Principios generales para la selección de condensadores

1. El condensador vertical está dispuesto fuera de la sala de máquinas y es adecuado para zonas con abundantes fuentes de agua pero con agua de mala calidad o a alta temperatura.

2. Los condensadores de agua para dormitorios se utilizan ampliamente en sistemas de freón, generalmente se instalan en la sala de computadoras y son adecuados para áreas con baja temperatura del agua y buena calidad del agua.

3. Los condensadores evaporativos son adecuados para zonas con baja humedad relativa del aire o escasez de agua, y deben colocarse en un lugar bien ventilado al aire libre.

4. Los condensadores enfriados por aire son adecuados para zonas con escasez de agua y se utilizan ampliamente en sistemas de refrigeración con freón de tamaño pequeño y mediano.

5. Todo tipo de condensadores refrigerados por agua pueden adoptar el método de refrigeración por circulación de agua,

6. Para condensadores refrigerados por agua o evaporativos, la temperatura de condensación debe seleccionarse de acuerdo con la norma nacional durante el diseño, pero no debe exceder los 40 °C.

7. Desde la perspectiva del costo del equipo, el costo del condensador evaporativo es el más elevado. En comparación con los grandes y medianos sistemas de almacenamiento en frío, el condensador evaporativo y otras combinaciones de condensadores de agua y circulación de agua de refrigeración tienen un costo de construcción inicial similar, pero el condensador evaporativo resulta más económico en su operación posterior. Para ahorrar energía mediante el agua, los condensadores evaporativos se utilizan principalmente en países desarrollados, pero en zonas con altas temperaturas y alta humedad, su eficacia no es óptima.

Por supuesto, la elección final del condensador depende de las condiciones meteorológicas de la región y de la calidad del agua de la fuente local. También está relacionada con la carga térmica real del almacén frigorífico y los requisitos de distribución de la sala de ordenadores.

Válvula de mariposa:

El mecanismo de estrangulamiento es uno de los cuatro componentes principales del sistema de refrigeración de la cámara frigorífica, y resulta indispensable para la realización del ciclo de refrigeración por vapor. Su función es reducir la temperatura y la presión del refrigerante en el acumulador tras el estrangulamiento, y al mismo tiempo ajustar el flujo de refrigerante según la variación de la carga.

Según el método de ajuste utilizado, el mecanismo de aceleración se puede dividir en: válvula de aceleración de ajuste manual, válvula de aceleración de ajuste de nivel de líquido, mecanismo de aceleración no ajustable, válvula de expansión electrónica ajustada por pulso electrónico y válvula de expansión térmica de sobrecalentamiento de vapor ajustada.

La válvula de expansión térmica es el dispositivo de estrangulamiento más utilizado en los sistemas de refrigeración gubernamentales. Regula el grado de apertura de la válvula y el suministro de líquido midiendo el grado de sobrecalentamiento del aire de retorno en la salida del evaporador mediante un sensor de temperatura, logrando un ajuste automático dentro de un rango determinado. La función de ajuste del volumen de suministro de líquido en la línea sólida varía según la carga térmica.

Las válvulas de expansión se pueden dividir en dos tipos según su estructura: de equilibrio interno y de equilibrio externo.

La válvula de expansión térmica de equilibrio interno es adecuada para sistemas de refrigeración con una potencia de evaporación relativamente baja. Generalmente, las válvulas de expansión de equilibrio interno se utilizan en sistemas de refrigeración de menor tamaño.

Cuando el evaporador dispone de un separador de líquidos o la tubería de evaporación es larga y existen muchas ramificaciones en el sistema de refrigeración con una gran pérdida de presión a ambos lados del evaporador, se selecciona la válvula de expansión de equilibrio externa.

Existen muchos tipos de válvulas de expansión térmica, y las válvulas con diferentes especificaciones y modelos presentan distintas capacidades de refrigeración. La selección debe basarse en la capacidad de refrigeración del sistema de almacenamiento en frío, el tipo de refrigerante, la diferencia de presión antes y después de la válvula de expansión y el tamaño del evaporador. Factores como la caída de presión se seleccionan tras ajustar la capacidad de refrigeración nominal de la válvula de expansión.

Determine el tipo de válvula de expansión térmica que se utilizará en el sistema de almacenamiento en frío calculando la pérdida de presión y la temperatura de evaporación. Si la pérdida de presión es menor que el valor especificado, se puede seleccionar la válvula de equilibrio interno; si es mayor que el valor indicado en la tabla, se puede seleccionar la válvula de equilibrio externo.

Cuarto, equipo de intercambio de calor: evaporador

El evaporador es una de las cuatro partes importantes del sistema de refrigeración de la cámara frigorífica. Utiliza el refrigerante líquido para evaporarlo a baja presión, absorbe el calor del medio a enfriar y logra reducir su temperatura.

Los evaporadores se instalan en diferentes tipos de fluidos refrigerantes y se dividen en dos tipos: evaporadores para enfriar líquidos y evaporadores para enfriar gases.

El evaporador utilizado en la cámara frigorífica es el evaporador para enfriar el gas.

Principio de selección de la forma del evaporador:

1. La selección del evaporador debe determinarse de forma integral según los requisitos de procesamiento y refrigeración de alimentos u otros requisitos tecnológicos.

2. Las condiciones de uso y las normas técnicas del evaporador deben cumplir con los requisitos estándar de los equipos de refrigeración actuales.

3. Los equipos de refrigeración por aire pueden utilizarse en cámaras frigoríficas, cámaras de congelación y cámaras de refrigeración.

4. En la cámara frigorífica se pueden utilizar tubos de escape de aluminio, tubos de escape superiores, tubos de escape de pared o enfriadores de aire para productos congelados. Si los alimentos están bien envasados, se puede utilizar un enfriador. Para alimentos sin envasar, es fácil utilizar tubos de escape.

5. Debido a los diferentes procesos de congelación de los alimentos, se debe seleccionar el equipo de congelación adecuado según la situación real, como túneles de congelación o estantes de congelación de tipo tubular.

6. El equipo de refrigeración en la sala de envasado es adecuado para el uso de enfriadores de aire cuando la temperatura de almacenamiento es superior a -5 °C, y el evaporador de tipo tubular es adecuado para su uso cuando la temperatura de almacenamiento es inferior a -5 °C.

7. El congelador es apto para el uso de tuberías lisas en la fila superior.

El ventilador para cámaras frigoríficas ofrece numerosas ventajas, como un gran intercambio de calor, una instalación sencilla y práctica, un menor espacio que ocupa, un diseño atractivo, control automático y descongelación completa. Es la opción preferida en muchos proyectos de cámaras frigoríficas pequeñas, cámaras frigoríficas para productos médicos y cámaras frigoríficas para verduras.


Fecha de publicación: 18 de noviembre de 2022